用于丙烯氨氧化反应器的原料气进料系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于丙烯氨氧化反应器的进料系统，该进料系统包括原料气混合系统和进料分布器，丙烯氨混合气经原料气混合系统混合后通过进料分布器在丙烯氨氧化反应器内得到均匀分布，其中，丙烯氨混合气进入进料分布器时的初始温度T0为10～220℃。本发明专利技术的用于丙烯氨氧化制丙烯腈的丙烯氨原料气进料系统能够避免丙烯氨进料分布器内任一位置处的混合气温度达到氨分解出活性氮原子的温度，从而降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险。

Raw Gas Feeding System for Propylene Ammonia Oxidation Reactor

The invention provides a feeding system for propylene ammonia oxidation reactor, which comprises a feed gas mixing system and a feed distributor. The propylene ammonia mixture is mixed by the feed gas mixing system and evenly distributed in the propylene ammonia oxidation reactor through the feed distributor. The initial temperature T0 of the propylene ammonia mixture when it enters the feed distributor is 10-220 degrees C. The feed system of the propylene ammonia feed gas used in the ammonia oxidation of propylene to acrylonitrile can avoid the mixing temperature at any position in the propylene ammonia feed distributor reaching the temperature at which the active nitrogen atom is decomposed from ammonia, thereby reducing the risk of nitriding embrittlement of the propylene ammonia distributor.

【技术实现步骤摘要】
用于丙烯氨氧化反应器的原料气进料系统
本专利技术涉及一种用于丙烯氨氧化反应器的原料气进料系统和通过该进料系统控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法。
技术介绍
丙烯腈是石油化工的重要化工原料，世界各国普遍采用丙烯氨氧化一步法生产丙烯腈。由于目前商用丙烯氨氧化催化剂的活性温度在400～450℃的范围内，因此在丙烯腈生产过程中，丙烯氨进料分布器(以下有时也简称作“丙烯氨分布器”或“进料分布器”或“分布器”)长期处于高温当中。进料分布器内的丙烯氨混合气(以下简称混合气)沿进料分布器的总管/主管/支管(以下统称为导管)流动过程中不断的被床层加热。随着混合气在导管中行进的长度的增加，混合气的温度也在不断上升。当混合气的温度高于氨分解出活性氮原子的温度时(该温度以下有时简称为氮化温度)，由于混合气中游离氨的持续存在，部分氨分解出活性氮原子，并与导管中的金属原子结合，生成脆性的金属氮化物。该氮化物在工况条件下很容易发生脆裂，会造成进料分布器的破裂，致使丙烯氨分布不均，导致反应性能下降，严重时使反应器被迫停车更换分布器。文献《反应器分布器分布管断裂分析》分析了丙烯氨分布器发生脆裂的原因，文献《丙烯氨分布器材质选择的探索》认为氨在350℃～450℃时就能分解出活性氮原子。目前，丙烯氨分布器所采用的材料主要为碳钢，根据所使用的碳钢的具体材质不同，丙烯氨分布器的氮化温度(即构成丙烯氨分布器的碳钢开始发生氮化的温度)也有所区别，但现有的研究结果认为，各种碳钢的氮化温度均在上述的氨分解温度范围内。CN1081482C公开了丙烯氨分布器排出孔孔径与温度有关，但是该专利并没有考虑丙烯氨分布器的氮化问题。换句话说就是装置存在分布器更换频率增加的风险。也有专利，如US3704690A采用抗氮化合金来制造分布器，但由于氨氧化特有的某些问题及成本原因，也在丙烯腈生产企业使用过程中，被证实是不能解决氮化脆裂问题的。再如CN1089596A提出在每个导管外表面加设一层隔热层，使得导管内含氨混合气的温度低于氮化反应温度，但是，由于设计复杂、设备成本高，该解决方案也不令人满意。本专利技术提供了一种用于丙烯氨氧化制丙烯腈的丙烯氨原料气进料系统，该进料系统可避免丙烯氨分布器任一位置处的混合气温度长期达到甚至高于丙烯氨进料分布器的氮化温度，降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是以往装置中存在丙烯氨分布器局部温度高于氮化温度导致分布器渗氮脆裂造成原料气分布不均、反应结果劣化的技术问题。本专利技术提供了一种用于丙烯氨氧化制丙烯腈的丙烯氨原料气进料系统，该进料系统包括原料气混合系统、进料分布器以及相关的应用，能够避免丙烯氨进料分布器内任一位置处的混合气温度达到氨分解出活性氮原子的温度，从而降低了丙烯氨分布器发生渗氮脆裂的风险。本专利技术提供一种丙烯氨氧化反应器的进料系统，该进料系统包括原料气混合系统和进料分布器，丙烯氨混合气经原料气混合系统混合后通过进料分布器在丙烯氨氧化反应器内得到均匀分布，其中，丙烯氨混合气进入所述进料分布器时的初始温度T0为10～220℃。根据本专利技术的进料系统，优选地，初始温度T0为20～200℃。根据本专利技术的进料系统，优选地，初始温度T0为35～185℃。根据本专利技术的进料系统，优选地，丙烯氨氧化反应器的直径为5～12米。根据本专利技术的进料系统，优选地，丙烯氨氧化反应器的直径为7.5～12米。根据本专利技术的进料系统，优选地，丙烯氨氧化反应器的直径为8.5～12米。根据本专利技术的进料系统，优选地，原料气混合系统包括丙烯蒸发器、丙烯过热器、氨蒸发器、氨过热器和管道混合器，并且管道混合器为空管道或设有内构件的管道。根据本专利技术的进料系统，优选地，原料气混合系统还包括初始温度T0控制系统，该初始温度T0控制系统包括：变送器，该变送器设置在原料分布器的入口处，以检测初始温度T0；热源，该热源用于向丙烯过热器和氨过热器提供热量；旁通阀，该旁通阀设置在从热源分别连接至丙烯过热器和氨过热器的管线上；以及控制器，该控制器接收来自变送器的信号并且响应于变送器的信号来调节旁通阀的打开程度，以实现控制初始温度T0。本专利技术还提供一种控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，丙烯氨氧化反应器包括进料系统，该进料系统包括原料气混合系统和进料分布器，丙烯氨混合气经原料气混合系统混合后通过进料分布器在丙烯氨氧化反应器内得到均匀分布，该方法包括：使丙烯氨混合气进入进料分布器时的初始温度T0为10～220℃的步骤。根据本专利技术的控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，优选地，使丙烯氨混合气进入进料分布器时的初始温度T0为20～200℃。根据本专利技术的控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，优选地，为丙烯氨混合气进入进料分布器时的初始温度T0为35～185℃。根据本专利技术的控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，优选地，丙烯氨氧化反应器的直径为5～12米。根据本专利技术的控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，优选地，丙烯氨氧化反应器的直径为7.5～12米。根据本专利技术的控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，优选地，丙烯氨氧化反应器的直径为8.5～12米。根据本专利技术的控制丙烯氨氧化反应器的丙烯氨混合气温度的方法，还包括控制初始温度T0的步骤，该步骤包括：通过热源向丙烯过热器和氨过热器提供热量；利用设置在原料分布器的入口处的变送器监测所始温度T0；以及根据变送器所监测的初始温度T0来调节分别设置在从热源连接至丙烯过热器和氨过热器的管线上的旁通阀的打开程度，以调节初始温度T0。附图说明图1是现有技术的丙烯氨氧化流化床反应器示意图。图2是本专利技术的丙烯氨分布器的一个实施方式的结构示意图。图3是本专利技术的丙烯氨氧化流化床反应器示意图。图4是本专利技术的丙烯氨分布器的一个实施方式的结构示意图，其中，图4A是侧视图；图4B是沿图4A中的A.A线截取的剖视图；并且图4C和图4D分别是本专利技术的其它实施方式的丙烯氨进料分布器的俯视图。图5是本专利技术的混合器导管的结构示意图，其中图5A是纵向剖视图；并且图5B是横向剖视图。图6是本专利技术的进料系统的初始温度T0控制系统的示意图。图7是本专利技术的丙烯氨分布器的一个实施方式的结构示意图。附图标记说明1丙烯氨氧化反应器2原料气混合系统3喷嘴6空气分布板7冷却盘管10进料分布器11丙烯蒸发器12氨蒸发器13丙烯过热器14氨过热器15管道混合器16内构件x总管y主管z支管LP热源具体实施方式以下将参考附图具体描述本专利技术的实施方式。如图6所示，本专利技术的丙烯氨氧化反应器的原料气进料系统包括原料气混合系统2和进料分布器10。原料丙烯由丙烯蒸发器11经丙烯过热器13进入混合管线，原料氨由氨蒸发器12经氨过热器14也进入混合管线，二者在混合管线内充分混合后经进料分布器10将混合气均匀送入催化剂床层。技术人员了解，为了达到最好的效果，需要丙烯氨进料分布器能尽可能均匀地将丙烯和氨送到反应器中，以使得丙烯氨混合气在从反应器壁处至反应器中心的范围内的分布尽可能均匀。在典型的丙烯氨氧化反应器1中，进料分布器10位于空气分布板6与冷却盘管7之间。如图4A至4C所示，根据本专利技术，进料分布器10包括分布器入口以及位于反应器内部的导气管和喷嘴。分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于丙烯氨氧化反应器的进料系统，该进料系统包括原料气混合系统和进料分布器，丙烯氨混合气经所述原料气混合系统混合后通过所述进料分布器在丙烯氨氧化反应器内得到均匀分布，其中，丙烯氨混合气进入所述进料分布器时的初始温度T0为10～220℃。

【技术特征摘要】
1.一种用于丙烯氨氧化反应器的进料系统，该进料系统包括原料气混合系统和进料分布器，丙烯氨混合气经所述原料气混合系统混合后通过所述进料分布器在丙烯氨氧化反应器内得到均匀分布，其中，丙烯氨混合气进入所述进料分布器时的初始温度T0为10～220℃。2.根据权利要求1所述的进料系统，其中，所述初始温度T0为20～200℃。3.根据权利要求1所述的进料系统，其中，所述初始温度T0为35～185℃。4.根据权利要求1～3任意一项所述的进料系统，其中，所述丙烯氨氧化反应器的直径为5～12米。5.根据权利要求1～3任意一项所述的进料系统，其中，所述丙烯氨氧化反应器的直径为7.5～12米。6.根据权利要求1～3任意一项所述的进料系统，其中，所述丙烯氨氧化反应器的直径为8.5～12米。7.根据权利要求1～6任意一项所述的进料系统，其中，所述原料气混合系统包括丙烯蒸发器、丙烯过热器、氨蒸发器、氨过热器和管道混合器，并且所述管道混合器为空管道或设有内构件的管道。8.根据权利要求7所述的进料系统，其中，所述原料气混合系统还包括初始温度T0控制系统，该初始温度T0控制系统包括：变送器，该变送器设置在所述原料分布器的入口处，以检测所述初始温度T0；热源，该热源用于向所述丙烯过热器和所述氨过热器提供热量；旁通阀，该旁通阀设置在从所述热源分别连接至所述丙烯过热器和所述氨过热器的管线上；以及控制器，该控制器接收来自所述变送器的信号并且响...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵乐，吴粮华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11